第二百三十章 合成氨、电石、火柴（1 / 2）
第二百三十章 合成氨、电石、火柴
第二百三十章 合成氨、电石、火柴
张知木在努力地回忆煤炭制气的工艺，他说：“我们先说说制气吧。我们把煤炭放在煤气发生炉里。”根据回忆，张知木起身在黑板上画了一个煤气发生炉，这个煤气发生炉有上风口和下风口。
指着图，张知木说：“我们可以用间歇法造气，也就是空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。”
张知木看见大家记完笔记，接着讲：“一般分为几步进行，
1．空气吹风 空气从造气炉底部吹入，送风发热，提高炉温，吹风后的气体去废热锅炉回收热量后放空；
2．上吹制气 蒸汽和空气从炉底吹入制半水煤气，半水煤气通过废热锅炉回收热量，除尘、洗涤后送入气柜。
3．下吹制气 上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，使蒸汽和空气从炉顶吹入与碳反应，生成半水煤气从炉底导出，经除尘、洗涤, 送入气柜；
4．二次上吹 下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但炉温低，气质差，二次上吹时间尽可能短；
5．空气吹净 空气从炉底吹入，将残存的半水煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气(空气煤气)与2,3,4阶段制得的半水煤气在气柜中混合。
这样制取的煤气中含有很多一氧化碳，我们可以在加压一到三个大气压的条件下，分几次用水蒸气在铜作催化剂的条件下将一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气。这个反应过程是”
张知木在黑板上是下了反应方程
CO + H2O(g)= CO2 + H2
张知木继续讲：“下面的才是脱硫、脱碳、气体的精制的净化过程。
先说脱硫：简单的我们可以用纯碱液吸收硫化氢。
脱碳：用碳酸钾的碱性溶液吸收二氧化碳
气体的精制：将残余的一氧化碳和二氧化碳进一步清除。一般的我们可以将气体在一定压力下把这两种气体转变成对合成氨无害的甲烷，进一步的净化气体。”
张知木又写下了两个反应方程：
CO + 3H2＝CH4 + H2O
CO2 + 4H2=CH4 + 2H2O
李云鹤忍不住问到：“这回开始合成氨了吧？”
一屋子的的人都笑了。张知木也笑着说：“当然了，这回我们就可以把净化后的气体，加压进氨合成塔进行合成。合成后的气体一般只能有百分之几的氨气，需要分离出来。我们可以简单地用水吸收也可以制冷冷凝出来。没合成氨的气体还可以循环再利用。
这里面关键的是合成塔，氨合成是在高温、高压下进行，氢、氮对碳钢有明显的腐蚀作用。将塔设计成外筒和内件两部分。外筒一般做成圆筒形，可用普通低合金钢或优质碳钢制造,气体的进出口设在塔的上、下两端顶盖上。外筒只承受高压而不承受高温。
塔内件由热交换器、分气盒和催化剂筐三部分构成。热交换器供进入气体与反应后气体换热；分气盒起分气和集气作用；催化剂筐内放置催化剂、冷却管、电热器和测温仪器。冷却管的作用迅速移去反应热。
合成塔内的压力可以在十五到二十兆帕之内，温度要在四百到五百度之间。塔内的氢氮比要在2.8到2.9之间。”
张知木一口气讲完这些后，知道自己再也讲不出来其他东西了。
最后张知木说：“我能讲的也就是一些原理，至于如何生产出来氨气，就要靠你们大家的努力了。不过我提醒大家的你们选着合成氨厂址的时候，要考虑到有足够大地方，水源充足，还要远离其它居住区和其他工厂。还要留出来足够大的地方 ，留给建设其它生产后续产品的厂子用。”
张知木讲完后，清风子、李云鹤、李守坛他们都没了笑模样，他们知道合成氨可不是简单的事儿。
看到大家这幅表情，张知木问：“怎么了？都吓着了？方才不是豪情万丈的，这会儿都不吱声了。”
清风子说：“这回我们可是遇到棘手的事儿了。问题是这件事儿不是我们自己能做的了的，就说那些十几兆帕的压力容器以前我们就没搞过。”
李云鹤也说：“十几兆帕的压缩机我们也要从新搞，这么大压力的罐子也要攻关，好在现在有好钢和液压机，钢材都可以锻出来。”
张知木说：“这件事就由清风子师傅和李云鹤具体负责，需要啥设备工具都直接找李云鹤。建厂的场地就在冶厂那边选。”
清风子说：“张总，我看这事儿我们在化学方面先消化一下，然后再考虑设备的事儿，才可能考虑场地的事儿。我们研究完了再提出一个方案。我的建议是这么大的项目张总要亲自协调才行，因为这回涉及到窑岗的方方面面，有些事情不是我和李云鹤就能解决的。”
张知木说：“好我接受清风子师傅的意见，这件事我亲自抓。”
清风子带领李守坛他们走了之后，李云鹤问：“这回我们该研究枪管儿的事儿吧？”
张知木说：“别急，还有几件事儿都安排完了，我们再静下心来研究这件事儿。”
“还有事儿？”李云鹤问。
“当然有。我们还要把制作火柴、制冷机、电石的事儿安排一下。”张知木说着，起身到外屋让杨玉琳派人把李迪和杨昌一起叫了过来。
李迪和杨昌坐下后，张知木问了一些他们的工作情况。当张知木听说现在窑岗和这边和山洞那边已经通了电报，正在往冶厂那边连的时候，张知木说：“往也冶厂那边的电报你们现在停一下。”
李迪和杨昌同时一愣，张知木说：“等我们研究一下，以后我们要采用一种秘密的方式给冶厂和凌水码头通电报。要绝对的保密才行。现在的电报遇到有敌人来袭，人家第一件事就是会剪断我们的电报联系。”
李迪问：“用啥样的秘密方式？”
张知木说：“地下电缆，这事儿要绝对保密。”
李迪和杨昌就没再问这件事儿，他们知道张知木一定会做出新的安排。
张知木说：“以前我们已经做出来碳弧灯，这次请你们来是想让你们做出来电弧炉。其实他们的原理都是一样的，电弧灯是利用电弧发光，电弧炉是用电弧发热。这次我们要制作的电弧炉，是用电弧热融烧磷灰石粉末和石英砂粉末、碳粉混合的物。在这样的环境里，碳可以把磷灰石里的磷还原出来，变成磷蒸汽。把磷蒸汽通到水里，就会得到白磷。你们要记住白磷毒性很大，遇到空气自己就会燃烧。把白磷隔绝空气在二百多度温度加热就会变成红磷，红磷是很稳定的几乎没有毒。”
李云鹤说：“红磷就是你说的做火柴用的？”
张知木说：“是的。还要再制作一个电弧炉，这个电弧炉要将煤炭粉和石灰粉混合物用电弧炉烧熔化后，把融化的液体倒出来，冷却后敲碎就变成电石了。”
第二百三十章 合成氨、电石、火柴
张知木在努力地回忆煤炭制气的工艺，他说：“我们先说说制气吧。我们把煤炭放在煤气发生炉里。”根据回忆，张知木起身在黑板上画了一个煤气发生炉，这个煤气发生炉有上风口和下风口。
指着图，张知木说：“我们可以用间歇法造气，也就是空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。”
张知木看见大家记完笔记，接着讲：“一般分为几步进行，
1．空气吹风 空气从造气炉底部吹入，送风发热，提高炉温，吹风后的气体去废热锅炉回收热量后放空；
2．上吹制气 蒸汽和空气从炉底吹入制半水煤气，半水煤气通过废热锅炉回收热量，除尘、洗涤后送入气柜。
3．下吹制气 上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，使蒸汽和空气从炉顶吹入与碳反应，生成半水煤气从炉底导出，经除尘、洗涤, 送入气柜；
4．二次上吹 下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但炉温低，气质差，二次上吹时间尽可能短；
5．空气吹净 空气从炉底吹入，将残存的半水煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气(空气煤气)与2,3,4阶段制得的半水煤气在气柜中混合。
这样制取的煤气中含有很多一氧化碳，我们可以在加压一到三个大气压的条件下，分几次用水蒸气在铜作催化剂的条件下将一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气。这个反应过程是”
张知木在黑板上是下了反应方程
CO + H2O(g)= CO2 + H2
张知木继续讲：“下面的才是脱硫、脱碳、气体的精制的净化过程。
先说脱硫：简单的我们可以用纯碱液吸收硫化氢。
脱碳：用碳酸钾的碱性溶液吸收二氧化碳
气体的精制：将残余的一氧化碳和二氧化碳进一步清除。一般的我们可以将气体在一定压力下把这两种气体转变成对合成氨无害的甲烷，进一步的净化气体。”
张知木又写下了两个反应方程：
CO + 3H2＝CH4 + H2O
CO2 + 4H2=CH4 + 2H2O
李云鹤忍不住问到：“这回开始合成氨了吧？”
一屋子的的人都笑了。张知木也笑着说：“当然了，这回我们就可以把净化后的气体，加压进氨合成塔进行合成。合成后的气体一般只能有百分之几的氨气，需要分离出来。我们可以简单地用水吸收也可以制冷冷凝出来。没合成氨的气体还可以循环再利用。
这里面关键的是合成塔，氨合成是在高温、高压下进行，氢、氮对碳钢有明显的腐蚀作用。将塔设计成外筒和内件两部分。外筒一般做成圆筒形，可用普通低合金钢或优质碳钢制造,气体的进出口设在塔的上、下两端顶盖上。外筒只承受高压而不承受高温。
塔内件由热交换器、分气盒和催化剂筐三部分构成。热交换器供进入气体与反应后气体换热；分气盒起分气和集气作用；催化剂筐内放置催化剂、冷却管、电热器和测温仪器。冷却管的作用迅速移去反应热。
合成塔内的压力可以在十五到二十兆帕之内，温度要在四百到五百度之间。塔内的氢氮比要在2.8到2.9之间。”
张知木一口气讲完这些后，知道自己再也讲不出来其他东西了。
最后张知木说：“我能讲的也就是一些原理，至于如何生产出来氨气，就要靠你们大家的努力了。不过我提醒大家的你们选着合成氨厂址的时候，要考虑到有足够大地方，水源充足，还要远离其它居住区和其他工厂。还要留出来足够大的地方 ，留给建设其它生产后续产品的厂子用。”
张知木讲完后，清风子、李云鹤、李守坛他们都没了笑模样，他们知道合成氨可不是简单的事儿。
看到大家这幅表情，张知木问：“怎么了？都吓着了？方才不是豪情万丈的，这会儿都不吱声了。”
清风子说：“这回我们可是遇到棘手的事儿了。问题是这件事儿不是我们自己能做的了的，就说那些十几兆帕的压力容器以前我们就没搞过。”
李云鹤也说：“十几兆帕的压缩机我们也要从新搞，这么大压力的罐子也要攻关，好在现在有好钢和液压机，钢材都可以锻出来。”
张知木说：“这件事就由清风子师傅和李云鹤具体负责，需要啥设备工具都直接找李云鹤。建厂的场地就在冶厂那边选。”
清风子说：“张总，我看这事儿我们在化学方面先消化一下，然后再考虑设备的事儿，才可能考虑场地的事儿。我们研究完了再提出一个方案。我的建议是这么大的项目张总要亲自协调才行，因为这回涉及到窑岗的方方面面，有些事情不是我和李云鹤就能解决的。”
张知木说：“好我接受清风子师傅的意见，这件事我亲自抓。”
清风子带领李守坛他们走了之后，李云鹤问：“这回我们该研究枪管儿的事儿吧？”
张知木说：“别急，还有几件事儿都安排完了，我们再静下心来研究这件事儿。”
“还有事儿？”李云鹤问。
“当然有。我们还要把制作火柴、制冷机、电石的事儿安排一下。”张知木说着，起身到外屋让杨玉琳派人把李迪和杨昌一起叫了过来。
李迪和杨昌坐下后，张知木问了一些他们的工作情况。当张知木听说现在窑岗和这边和山洞那边已经通了电报，正在往冶厂那边连的时候，张知木说：“往也冶厂那边的电报你们现在停一下。”
李迪和杨昌同时一愣，张知木说：“等我们研究一下，以后我们要采用一种秘密的方式给冶厂和凌水码头通电报。要绝对的保密才行。现在的电报遇到有敌人来袭，人家第一件事就是会剪断我们的电报联系。”
李迪问：“用啥样的秘密方式？”
张知木说：“地下电缆，这事儿要绝对保密。”
李迪和杨昌就没再问这件事儿，他们知道张知木一定会做出新的安排。
张知木说：“以前我们已经做出来碳弧灯，这次请你们来是想让你们做出来电弧炉。其实他们的原理都是一样的，电弧灯是利用电弧发光，电弧炉是用电弧发热。这次我们要制作的电弧炉，是用电弧热融烧磷灰石粉末和石英砂粉末、碳粉混合的物。在这样的环境里，碳可以把磷灰石里的磷还原出来，变成磷蒸汽。把磷蒸汽通到水里，就会得到白磷。你们要记住白磷毒性很大，遇到空气自己就会燃烧。把白磷隔绝空气在二百多度温度加热就会变成红磷，红磷是很稳定的几乎没有毒。”
李云鹤说：“红磷就是你说的做火柴用的？”
张知木说：“是的。还要再制作一个电弧炉，这个电弧炉要将煤炭粉和石灰粉混合物用电弧炉烧熔化后，把融化的液体倒出来，冷却后敲碎就变成电石了。”